JPS6262995A - キヤスト塗被紙の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明はキャスト塗被紙の製造方法に関し、特に優れた
印刷適性及びラベル適性を有するキャスト塗被紙を高速
度で製造し得る方法に関するものである。

「従来の技術」 キャスト塗被紙と呼ばれる印刷用強光沢塗被紙の製造法
としては、湿潤状態の塗被層を加熱ドラム面に圧接して
光沢仕上げするウェットキャスト法、湿潤状態の塗被層
をゲル状態にして加熱ドラム面に圧接して光沢仕上げす
るゲル化キャスト法、湿潤状態の塗被層を一旦乾燥又は
半乾燥した後、再湿潤により可塑化して加熱ドラム面に
圧接するリウェツトキャスト法等が知られている。

これらのキャスト法のうち、ゲル化キャスト法及びリウ
ェツトキャスト法は、塗被層が鏡面ドラム面に圧接され
る前に各々ゲル化乃至乾燥されているため、いずれも表
面温度９０℃以上の鏡面ドラムに圧接してキャスト仕上
げすることができ、ウェットキャスト法に比べ遥かに高
速度でのキャスト仕上げができるため、生産性の点で優
れた特徴を有している。

しかし反面、ゲル化キャスト法及びリウェツトキャスト
法は、ウェットキャスト法に比べて、鏡面ドラムに圧接
する前の塗被層の可塑化度合が低い為、鏡面ドラム面に
均一に密着され難く、従って低速の操業下では比較的均
質な光沢、印刷適性ラ に沖等が発生し、更には印刷表面強度の低下を引き起こ
す傾向がある。

その為、熱可塑性接着剤の配合比率を多くしたり、塗被
層を鏡面ドラムに高線圧で圧接する方法が提案されてい
るが、ドラムへの密着性、印刷表面強度は改良されるも
のの、離型性の低下、印刷インキの乾燥性不良といった
新たな欠点が付随する。更に、塗被層を余りに高線圧で
プレスすると、−変成型された塗被層がキャストニップ
で再構成される際に接着剤が移動し、却って表面強度が
低下してしまうことがある。

また、キャスト塗被紙はその表面の強光沢を利用してラ
ベル用紙として使用されることも多く、最近では、例え
ば食品用パンクのラベル等として多用されている。とこ
ろが、塩化ビニル、塩化ビニリデン、サラン等のバック
用フィルムと長時間にわたって接触した状態に置くと、
キャスト塗被面にこれらのフィルムが接着してしまい、
無理をして剥がすとラベルの印刷部分が破損する、所謂
「ブロッキング現象」と称する欠陥を起すことがある。

その為、例えば塗被層を構成する接着剤として多量のカ
ゼインを使用する提案もされているが、塗被液の増粘、
製造コストの著しい高騰などを招くため実用的な改良方
法とは言えず、やはりその改良が強く望まれている。

「発明が解決しようとする問題点」 かかる現状に鑑み、本発明者等は、ゲル化キャスト法及
びリウェツトキャスト法で認められる、上記の如き欠点
の解消について鋭意研究を重ねた結果、特に塗被組成物
中の接着剤成分として特定の共重合体ラテックスを使用
し、且つ特定の反応性樹脂を助剤として併用すると、上
記の如き欠点が効率よく改良されることを見出し、本発
明を完成するに至ったものである。

「問題を解決するための手段」 本発明は、顔料及び接着剤を主成分とする塗被層を、ゲ
ル化又は乾燥後再湿潤して、加熱された鏡面ドラムに圧
接し、強光沢仕上げするキャスト塗被紙の製造方法にお
いて、単量体成分としてエチレン系不飽和カルボン酸ア
ミドを０．５〜ｌＯ重量％用いた共重合体ラテックスを
接着剤成分として使用し、且つ助剤としてエポキシ化合
物を併用することを特徴とするキャスト塗被紙の製造方
法である。

「作用」 従来から、アート紙、コート紙等の印刷用塗被紙の接着
剤として、エチレン系不飽和カルボン酸アミドを単量体
成分として有する共重合体ラテックスを使用することは
知られている。

しかし、これらの共重合体ラテックスを本発明のような
高温、高圧のゲル化キャスト法や、リウェツトキャスト
法に適用した場合には、低スピード下では確かに表面強
度や耐水性の良好なキャスト１被紙が得られるものの、
高スピードになるに従って、密着性不良、ドラムビック
等が発生して必ずしも満足すべき結果は得られていない
。

而して、本発明の方法では、特定量のエチレン系不飽和
カルボン酸アミドを単量体成分として用いた共重合体ラ
テックスを接着剤成分として使用し、且つ助剤としてエ
ポキシ化合物を併用することによって、前記の如き欠陥
を伴うことなく、従来の高温、高圧キャスト法での問題
点であった、キャスト面の光沢ムラ、密着ムラ、印刷表
面強度の低下及びブロッキング性を一挙に解決したもの
である。

かかる効果の得られる原因については必ずしも明らかで
はないが、湿潤塗被層を９０゛Ｃ以上の高温キャストド
ラムに圧接した際に、エポキシ化合物と共重合体ラテッ
クスのエチレン系不飽和カルボン酸アミドとの硬化架橋
反応が大きく促進され、結果的にニップでのバインダー
の移動が抑えられ、しかも蒸気の乾燥・透過性が改良さ
れるため、印刷強度、密着性、ドラムピンクが改良され
るものと推測される。また、共重合体ラテックスの架橋
反応の促進によって、フィルムのポリマーセグメントが
キャスト塗被紙の塗被層中へ侵入するのが防止されるた
め、ブロッキング性が効率良く改良されるものと推測さ
れる。

本発明において、接着剤成分として用いられる特定の共
重合体ラテックスは、単量体成分として０．５〜１０重
量％のエチレン系不飽和カルボン酸アミドを用いて共重
合されたラテックスである。

エチレン系不飽和カルボン酸アミドとしては、例えばア
クリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−メチロールアク
リルアミド、Ｎ−メトキシメチルアクリルアミド、Ｎ−
メチロールメタクリルアミド、Ｎ−メトキシメチルメタ
クリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、ヒドロキシ
メチルジアセトンアクリルアミド、エタクリルアミド、
クロトンアミド、イタコンアミド、メチルイタコンアミ
ド、マレイン酸モノアミド等が挙げられるが、上記の如
く、本発明で用いられる共重合体ラテックスは、単量体
成分としてかかるエチレン系不飽和カルボン酸アミドの
少なくとも一種以上を、０．５〜１０重量％用いて共重
合されるものである。

エチレン系不飽和カルボン酸アミドの使用量が０．５重
量％未満であると、本発明の所望の効果を得ることがで
きず、逆に１ｏｉｔｔ量％を越えると、得られる共重合
体ラテックスの粘度が上昇して塗被組成物の塗工適性が
低下するため、やはり本発明の所望の効果を得ることが
出来なくなってしまう。

本発明で用いられる特定の共重合体ラテックスを構成す
る他の単量体組成については、通常の塗被紙用共重合体
ラテックス、例えばスチレン・ブタジェン共重合体、メ
チルメタクリレート・ブタジェン共重合体等の共役ジエ
ン系重合体ラテックス、更にアクリル酸、メタクリル酸
等の不飽和カルボン酸単量体を共重合した上記の如き共
役ジエン系重合体ラテックス、アクリル酸エステル及び
／又はメタクリル酸エステルの重合体又は共重合体等の
アクリル系重合体ラテックス、エチレン・酢酸ビニル共
重合体等のビニル系重合体ラテックス等の単量体組成に
準じて適宜調節可能であり、必ずしも特定されるもので
はない。

本発明において特に好ましく用いられる特定の共重合体
ラテックスは、不飽和カルボン酸単量体を共重合した共
役ジエン系重合体ラテックスであり、単量体組成は上記
の如く特に限定するものではないが、ブタジェン等の脂
肪族共役ジエン系単量体１０〜６０重量％、スチレン、
メチルメタクリレート等のエチレン系不飽和単量体２５
〜８９重量％、エチレン系不飽和カルボン酸アミド単量
体０．５〜１０重量％、アクリル酸、メタクリル酸等の
不飽和カルボン酸単量体０．５〜５重量％の範囲で調節
するのが望ましい。

かかる特定の共重合体ラテックスは塗被組成物中に、顔
料１００重量部に対して５〜３０重量部、より好ましく
は１０〜２５重量部程度の割合で配合されるのが望まし
い。配合割合が５重量部より少なくなると印刷強度の改
良効果が不充分になる恐れがあり、３０重量部を越える
と離型性が低下するばかりでなく印刷インキの吸収性が
低下する等、印刷通性の低下を来す恐れがある。

本発明においては、接着剤成分として上記の如き特定の
共重合体ラテックスを使用し、且つ助剤としてエポキシ
化合物を併用するものであるが、エポキシ化合物として
は、例えばグリコール類のジグリシジルエーテル、ポリ
オール類のポリグリシジルエーテル、ジカルボン酸類の
ジグリシジルエステル等が挙げられる。

これらのエポキシ化合物の使用割合は、顔料１００重量
部に対して０．０５〜３重量部程度の範囲で調節するの
が望ましく、０．０５重量部より少なくなると、ドラム
ピックやブロッキング適性等の改良効果が不充分となる
。しかし、３重量部よりも多（なると、特にリウェツト
キャストの場合に塗被層の可塑化が不充分となり、密着
性が低下して得られるキャスト塗被紙の光沢が低下して
しまう。

本発明の方法において塗被層を形成する為に用いられる
塗被組成物は、顔料及び接着剤を主成分とするものであ
るが、顔料としては、例えばクレー、カオリン、水酸化
アルミニウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、硫酸バリ
ウム、酸化亜鉛、サチンホワイト、プラスチックピグメ
ント等、一般の塗被紙用顔料の一種以上が用いられる。

また、接着剤としては、前述の如き特定の共重合体ラテ
ックスが主たる接着剤として用いられるが、かかるラテ
ックスの他に、例えばカゼイン、大豆蛋白、抽出蛋白等
の蛋白質類、各種共重合体ラテックス類、ポリビニルア
ルコール、オレフィン・無水マレイン酸樹脂、メラミン
樹脂等の合成樹脂系接着剤、陽性澱粉、酸化澱粉等の澱
粉類、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチル
セルロール等のセルロース誘導体等、一般の塗被紙用接
着剤の一種以上を併用してもよい。しかし、これらの接
着剤は本発明の所望の効果を阻害しない範囲で併用する
必要があり、−ａに顔料１００重量部に対して１〜２０
重量部、より好ましくは５〜１５重量部の範囲で調節す
るのが望ましい。

なお、前述の如く本発明では、助剤として特定のエポキ
シ化合物を併用するものであるが、その他に、例えば各
種金属塩、消泡剤、着色剤、離型剤、流動変性剤等の各
種助剤を必要に応じて適宜使用することができる。

かくして調製された塗被組成物は、一般の塗被紙製造に
用いられるブレードコーター、エヤーナイフコーター、
ロールコータ−、ブラシコーター、カーテンコーター、
チャンプレックスコーター、バーコーター、グラビアコ
ーター、サイズプレスコーター等ｐ塗被装置を設けたオ
ンマシン或いはオフマシンコーターによって原紙上に一
層あるいは多層に分けて塗被される。その際の塗被組成
物の固形分濃度は、一般に４０〜７０重量％であるが、
操業性を考慮すると４５〜６５重量％の範囲が好ましい
。

また、原紙としては、一般の印刷用塗被紙やキャスト塗
被紙に用いられる米坪３０〜４００　ｇ／ｍ′程度のペ
ーパーベースあるいはボードベースの原紙が用いられる
。

これらは酸性抄紙やアルカリ性抄紙で抄造される原紙で
あり、高歩留パルプを約１０重量％以上含む中性原紙も
勿論使用できる。また、予備塗工やキャスト塗被層の裏
面に一般の顔料コーティングを設けたような塗被紙も原
紙として使用可能である。

かかる原紙への塗被組成物の塗被量は、汲燥重量で１０
〜５０ｇ／ｎ？程度であるが、得られるキャスト塗被紙
の白紙品質、キャスト塗被速度の改良効果の点で１５〜
３５　ｇ／ｒｒｌ程度の範囲で調節するのが最も好まし
い。

かくして原紙上に形成された塗被層は、従来法と同様に
酸、塩あるいは加熱等によってゲル化し、必要に応じて
さらに再湿潤され、又は一旦乾燥後（半乾燥状態も含ま
れる）再湿潤されて加熱された鏡面を有するドラム表面
に圧接される。

なお、再湿潤液としては、水又はポリエチレンエマルシ
ョン、脂肪酸石ケン、カルシウムステアレート、マイク
ロクリスタリンワックス、界面活性剤、ロート油等の離
型剤を約０．０１〜３重量％程度含有した水溶液、エマ
ルション等が好ましく用いられる。

本発明において用いられる加熱ドラムについて簡単に説
明すると、その直径は一般に１０００〜５０００ｎｖ程
度であるが、操業の点で１２００〜３６００＋ａｍ程度
のドラムが好ましい。また、ドラム表面温度は一般に９
０℃以上で用いられるが、紙品質、操業性等を考慮する
と１００〜１６０’Ｃの範囲が望ましい。

さらにドラムに塗被紙を圧接するためのプレスロールと
しては、ロール直径が２００〜１５００１１１１、より
好ましくは３００〜９００ｍｍ程度のゴム被覆ロール等
が望ましく、塗被紙を圧接する際のプレスロール圧は約
３０〜３５０　ｋｇ／ｃｍ、より好ましくは８０〜２５
０　ｋｇ／ａｍ程度に調節するのが望ましい。

なお、本発明の所望の効果を堝なわない範囲で、必要に
応じて仕上げ後のキャスト塗被紙の調湿、加湿を目的と
してロールによる水塗り、静電加湿、蒸気加湿をするな
ど、従来から塗被紙製造分野で知られている各種技術を
適宜組合せることも勿論可能である。

「実施例」 以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが
、勿論これらに限定されるものではない。

また、特に断らない限り、例中の部および％はそれぞれ
重量部及び重量％を示す。

実施例１〜５、比較例１〜４ カオリン５０部、軽質炭酸カルシウム５０部、ポリアク
リル酸ソーダ０．５部をコーレス分散機を用いて水中に
分散し、固型分濃度６０％の一顔料スラリーを調製した
。

これに消泡剤としてトリブチルフォスフェート０．５部
、離型剤としてステアリン酸アンモニウム１．０部、接
着剤としてアンモニアを用いて溶解したカゼイン水溶液
（濃度１５％）７部（固型分）及びブタジェン・スチレ
ン・アクリル酸・アクリルアミド（４５％・４８．５％
・３．５％・３％）共重合体ラテックス（濃度４８％）
２２部（固型分）を加え、更に濃度１５％の硫酸亜鉛水
溶液を１部（固型分）を加え充分に攪拌して塗被液を調
製した。

得られた塗被液に第１表に示す如き割合で各種のエポキ
シ化合物を添加し、アンモニア水を用いてｐ　Ｈ８，０
に調節して仕上げ固形分濃度４６％の塗被液を調製した
。

なお、比較例１ではエポキシ化合物を添加しなかった。

また、比較例３では単量体組成としてアクリルアミドを
用いていないブタジェン・スチレン・アクリル酸（４５
％・５１．５％・３．５％）共重合体ラテックスを使用
した以外は上記と同様にして調製した塗被液を使用した
。

得られた９種類の塗被液を用いて第１図に示す装置にて
リウェットキ中ストを行った。即ち、米坪８０ｇ／イの
原紙（１）に、乾燥塗被量が２８ｇ／ｍ′となるように
上記の塗被液をエアーナイフコーター（２）で塗被し、
乾燥機（３）で紙水分が６％になるように乾燥した。

次いで、直径７５０ｖｗのゴムロール（４）と直径１１
５００ｍｍのクロムメッキしたキャストドラム（５）で
形成されるプレスニップ（６）に通紙し、ここでノズル
（７）から供給されたステアリン酸アンモニウムからな
る再湿潤液（０，５％濃度）によって塗被層表面を再湿
潤した後、表面温度１０５℃のキャストドラム（５）に
プレスニップ圧２００　ｋｇ／ａｍで圧接し乾燥後、テ
ークオフロール（８）でキャストドラムから剥離するこ
とよってキャスト塗被紙（９）を製造×：キャスト後の
塗被面に密着ムラがかなりみられる。

＊表面強度の評価 Ｒ■印刷機（明製作所！りにてタッークバリュウの大き
なインキを印刷し、塗被層のピッキング度合で評価した
。

Ｏ：はとんど塗被層のピッキングが発生していない。

×：塗被層のピッキングが発生しており、表面強度が不
足である。

＊ブロッキング現象の評価 ２ｃｍＸＩＱｃｍのサンプルを５分間水に浸漬した後、
そのキャスト塗被面をランプ（三井東圧製ハイラップＦ
ＭＡ）に貼りつけ１５ｇ／−の圧力で５分間押圧した後
サンプルを剥がし、キャスト塗被面のラップへの貼りつ
き状態及びラップの汚れ状態から評価した。

■＝全くラップに貼りつかず汚れもない。

○：少ｔラフブが汚れるが貼りつかない。

×：全体にラップに貼りついてしまう。

実施例６〜７．比較例５ カオリン５０部、軽質炭酸カルシウム４０部、水酸化ア
ルミニウム１０部、ポリアクリル酸ソーダ０．７部、−
ピロリン酸ナトリウム０．５部をコーレス分散機を用い
て分散し、６５％濃度の顔料スラリーを調製した。

これに消泡剤としてトリブチルフォスフェート０．５部
、離型剤としてオレイン酸アンモニウム１゜０部、接着
剤としてアンモニアで溶解した大豆蛋白の濃度２０％水
溶液６部（固型分）を加えアンモニアでＰ　Ｈ９，５に
調整した。

次に、下記に示す如き共重合体ラテックスをそれぞれ２
０部（固型分）添加し、更にグリセロールポリグリシジ
ルエーテル（エポキシ当１１４１）を０．５部添加して
５５％濃度の塗被液を得た。

この塗被液を用い第２図に示す如き装置によりゲル化キ
ャストを行った。即ち、米坪９０ｇ／ｒ＋１の原紙ａυ
に上記塗被液を乾燥重量が２５　ｇｌｒｄになるように
ロールコータ−（２）で塗被し、０．５％のギ酸水溶液
α湯に接触させて塗被層をゲル化した。

直径８００龍のプレスロール（２）と１０８℃の表面温
度を有する直径３０００　ｍｍのキャストドラムαつで
形成されるプレスニップαｅに通紙し、ゲル化塗被層を
キャストドラムα９にプレスロール圧１００ｋｇ　／　
ｃｍで圧着せしめ、乾燥後テークオフロール（至）によ
り剥離してキャスト塗被紙α埠として巻き取った。

〔共重合体ラテックスの種類〕

・実施例６・・・ブタジェン・メチルメタクリレート・
クロトン酸・アクリルアミド（５５ ％・４０％・３％・２％）共重合体 ラテックス ・実施例７・・・ブタジェン・スチレン・メタクリル酸
・Ｎ−メチロールアクリルアミド （４０％・５３．５％・３．５％・３％）共重合体ラテ
ックス ・比較例５・・・ブタジェン・メチルメタクリレート・
（４０％・６０％）共重合体ラテック ス 各実施例及び比較例で得られたキャスト塗被紙の品質評
価結果を第２表に示した。

第２表 「効果」 上記の第１表及び第２表の結果から明らかなように、本
発明の方法によれば、優れた印刷適性及びラベル適性を
有するキャスト塗被紙が高速度で効率良く製造できるも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明の実施例及び比較例で用い
たキャスト仕上げ装置の略断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 顔料及び接着剤を主成分とする塗被層を、ゲル化又は乾
   燥後再湿潤して、加熱された鏡面ドラムに圧接し、強光
   沢仕上げするキャスト塗被紙の製造方法において、単量
   体成分としてエチレン系不飽和カルボン酸アミドを０．
   ５〜１０重量％用いた共重合体ラテックスを接着剤成分
   として使用し、且つ助剤としてエポキシ化合物を併用す
   ることを特徴とするキャスト塗被紙の製造方法。